KR100978574B1 - 엘이디 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 엘이디 패키지는 전원을 공급받기 위한 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩; 상기 엘이디 칩을 수용하는 수용부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트 싱크부; 및 내부에 상기 히트 싱크부 및 상기 리드 프레임을 수용하며, 상기 열을 외부로 방출하기 위한 공간을 형성하도록 서로 이격되는 복수개의 몸체를 구비하는 본체부;를 포함한다.

Description

엘이디 패키지{LED PACKAGE}

본 발명은 엘이디 패키지에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 열 방출 효과가 큰 엘이디 패키지에 관한 것이다.

일반적으로, LED는 주입된 전자와 정공이 재결합할 때 발생하는 에너지를 빛으로 방출하는 다이오드로서, GaAsP 등을 이용한 적색 LED, GaP 등을 이용한 녹색 LED 등이 있다.

또한, 근래에 GaN를 비롯한 질화물을 이용한 질화물 반도체가 그 우수한 물리, 화학적 특성에 기인하여 현재 광전재료 및 전자소자의 핵심 소재로 각광 받으면서, 질화물 반도체 LED가 주목받고 있다.

질화물 반도체 LED는 녹색, 청색 및 자외 영역까지의 빛을 생성할 수 있으며, 기술 발전으로 인해 그 휘도가 비약적으로 향상됨에 따라 총천연색 전광판, 조명장치 등의 분야에도 적용되고 있다. 상기 LED는 응용분야에 따라, LED를 탑재하는 다양한 형태의 패키지로 제작되어 적용된다.

한편, LED는 조명장치 등과 같은 고휘도를 필요로 하는 분야에 적용되기 위해 그 소모전력이 증가하게 됨으로써 LED에서 다량의 열이 발생하고, 이러한 열이 효과적으로 패키지의 외부로 방출되지 못하는 경우 LED의 특성이 변화되거나 그 수명이 단축되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

이러한 열 방출의 문제를 해결하기 위해 종래에는, 열 전도성이 우수한 Cu, Al, Ag 등의 금속물질을 이용한 열 방출 수단을 LED 패키지에 구비하였다. 상기 Cu, Al, Ag 등의 금속은 열저항이 낮고 열전도도가 높은 금속으로 알려져 있다.

그러나, 이와 같은 금속 재료들은 공기 중에서 산화되기 쉬우며, 전압 인가에 따른 전자의 이동으로 인해 보이드(void)가 발생하는 단점들이 존재한다. 이와 같은 단점으로 인해 열방출이 효과적으로 이루어지지 못하여 LED의 동작 특성 및 신뢰도가 저하되는 문제점들이 발생하게 된다.

본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 열방출이 효과적으로 이루어지지 못하여 LED의 동작 특성 및 신뢰도가 저하되는 문제점을 개선하는 엘이디 패키지를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 엘이디 패키지는 전원을 공급받기 위한 리드 프레임; 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩; 상기 엘이디 칩을 수용하는 수용부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트 싱크부; 및 내부에 상기 히트 싱크부 및 상기 리드 프레임을 수용하며, 상기 열을 외부로 방출하기 위한 공간을 형성하도록 서로 이격되는 복수개의 몸체를 구비하는 본체부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 본체부는, 상기 히트 싱크부를 두 부분으로 나눠서 수용하는 두개의 몸체를 포함하고, 상기 몸체들은 서로 일정거리 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 본체부는, 상기 히트 싱크부를 네 부분으로 나눠서 수용하는 네개의 몸체를 포함하고, 상기 몸체들은 서로 일정거리 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 히트 싱크부 및 상기 본체부의 외형은 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 본체부는 일면을 따라 형성되어 봉지재를 수용하기 위한 봉지재 수용홈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 히트 싱크부는, 상기 엘이디 칩을 수용하기 위한 홈인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 엘이디 패키지의 상기 히트 싱크부는, 상기 엘이디 칩의 상부로 돌출된 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 엘이디 패키지는 복수개의 몸체가 내부에 히트 싱크부를 수용하는데, 각 몸체가 서로 일정 거리 이격되도록 배치되므로 상기 이격되어 개방된 부분을 통해서 엘이디 칩에서 발생하는 열을 외부로 용이하게 방출하는 효과가 있다.

본 발명에 따른 엘이디 패키지에 관하여 도 1 내지 도 5를 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.

다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 사시도이며, 도 2는 도 1의 엘이디 패키지의 정면도이고, 도 3은 도 1의 엘이디 패키지의 배면도이고, 도 4는 도 1의 엘이디 패키지의 측면도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 엘이디 패키지는 리드 프레임(110), 히트 싱크부(120), 엘이디 칩(130) 및 본체부(140)를 포함한다.

리드 프레임(110)은 전극 단자 역할을 하는 도전성 재질로 구성되며, 한 쌍으로 이뤄지는 것이 바람직하다.

또한, 리드 프레임(110)은 본체부(140)에 부분적으로 수용되어 본체부(140)의 내측에 위치하며 히트 싱크부(120)에 인접한 내측리드(미도시)와 본체부(140)의 외측으로 노출되어 외부로부터 전원을 공급받는 외측리드(112)를 포함할 수 있다.

이때, 외측리드(112)는 네모난 판 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양하게 그 형상은 다양하게 제조될 수 있다.

리드 프레임(110)은 한쌍 중에서 하나가 히트 싱크부(120)에 삽입되도록 설계되며 나머지 하나는 히트 싱크부(120)와 이격되도록 배치되는 것이 바람직하다.

엘이디 칩(130)은 히트 싱크부(120) 상에 수용되어 실장되는 데, 솔더에 의해서 서브 마운트에 결합되며 상기 서브 마운트가 히트 싱크부(120) 상에 안착되므로 히트 싱크부(120) 상면에 안착된다.

그리고, 엘이디 칩(130)은 금과 같은 도전성 재질의 와이어로 본딩하여 리드 프레임(110)에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다. 그러나, 엘이디 칩(130)을 실장하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니며 설계자의 의도에 따라 다양한 방법을 적용할 수 있다.

이때, 엘이디 칩(130)은 화합물 반도체로 제조되어 백색, 청색, 적색 등 요구되는 파장의 광을 방출하도록 선택될 수 있다.

히트 싱크부(120)는 엘이디 칩(130)을 수용하기 위한 수용부가 홈으로 형성되며, 상기 홈부(122)가 상면에 형성된다.

이때, 홈부(122)는 엘이디 칩(130)을 수용하도록 움푹 패이도록 형성되나 이에 한정되는 것은 아니며 홈부가 생략되어 엘이디 칩(130)을 히트 싱크부(120) 상면에 실장하는 것도 가능하다.

그리고, 히트 싱크부(120)는 홈부(122)의 주변에 엘이디 칩(130)의 상부를 향하여 돌출되도록 형성된 돌출부(124)를 포함한다.

돌출부(124)은 사각 기둥 형상으로 형성되는 것이 바람직하며 돌출부(124)의 면을 반사 재질로 코팅하여 반사면으로 제조할 수 있다. 그러나, 돌출부(124)는 생략될 수 있으며, 별도의 반사면을 제조하여 부착하는 것도 가능하다.

또한, 히트 싱크부(120)는 전도성 물질로 형성되어 엘이디 칩(130)에서 발생되는 열을 외부로 쉽게 방출할 수 있으며, 특히 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속 또는 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.

그러나, 히트 싱크부(120)의 재질은 이에 한정되는 것은 아니며 열을 외부로 방출할 수 있는 다양한 재료를 적용할 수 있다.

그리고, 히트 싱크부(120)는 성형 또는 프레스 방법을 사용하여 원통형으로 형성되며 외측에 본체부(140)에 의해서 외부 환경으로부터 보호될 수 있다. 그러 나, 히트 싱크부(120)의 형상은 원통형에 한정되는 것은 아니며 육면체 등의 다양한 형상으로 제조되는 것도 가능하다.

본체부(140)는 히트 싱크부(120) 및 리드 프레임(110)을 지지하도록 수용하며, 제1 몸체(142) 및 제2 몸체(144)를 포함한다.

제1 몸체(142)는 히트 싱크부(120)를 중심으로 이등분한 영역 중에서 하나의 영역을 수용하며, 내부에는 하나의 리드 프레임(110)을 수용한다.

그리고, 제1 몸체(142)의 상면에는 일면을 따라 형성되는 봉지재 수용홈(148)이 형성되며, 봉지재 수용홈(148)은 봉지재를 수용하여 본체부(140)로부터 봉지재가 분리되는 것을 방지할 수 있다.

이때, 봉지재는 액상 수지인 것이 바람직하며 엘이디 칩(130)의 발광색에 대응하는 형광체(phosphors)를 포함시켜 엘이디 칩(130)에서 발광되는 파장을 변경시킬 수 있다.

제2 몸체(144)는 제1 몸체(142)와 일정거리 이격되도록 형성되며, 이러한 이격에 의해서 개방된 부분인 개방부(146)가 마련된다. 개방부(146)를 통해서 히트 싱크부(120)에서 열이 외측으로 보다 쉽게 방출되게 된다.

또한, 제2 몸체(144)는 제1 몸체(142)와 대칭적으로 형성되는 것이 바람직하며, 히트 싱크부(120)의 형상과 마찬가지로 제1 몸체(142)와 제2 몸체(144)가 원통형으로 수용하는 형상으로 형성될 수 있다.

이때, 제1 몸체(142) 및 제2 몸체(144)는 삽입 몰딩 기술을 사용하여 제조하는 것이 바람직하며 히트 싱크부(120)에서 분리되지 않는 구조로 손쉽게 제조할 수 있다. 그러나, 이러한 방법에 한정되는 것은 아니다.

따라서, 본체부(140)는 제1 몸체(142) 및 제1 몸체(142)와 이격되어 형성되는 제2 몸체(144)를 포함하므로, 이에 따라 이격된 길이만큼 개방부(146)가 마련되어 히트 싱크부(120)에 열을 외측으로 보다 용이하게 방출할 수 있는 구조이다. 그러므로, 종래보다 엘이디 칩의 열을 외부로 효과적으로 방출하는 효과가 있다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 정면도이다.

도 5를 참조하면, 엘이디 패키지는 엘이디 패키지는 리드 프레임(210), 히트 싱크부(220), 엘이디 칩(230) 및 본체부(240)를 포함한다.

본 실시예에서, 리드 프레임(210), 히트 싱크부(220) 및 엘이디 칩(230)은 제1 실시예와 실질적으로 동일하므로 그에 따르는 설명은 생략할 수 있다.

본체부(240)는 히트 싱크부(220) 및 리드 프레임(210)을 지지하도록 수용하며, 제1 몸체(242), 제2 몸체(244), 제3 몸체(246) 및 제4 몸체(248)를 포함한다.

제1 몸체(242)는 히트 싱크부(220)를 중심으로 네 영역으로 구분한 부분 중에서 하나의 영역을 수용하며, 내부에는 하나의 리드 프레임(210)을 수용한다. 또한, 제2 몸체(244)도 마찬가지로 히트 싱크부(220)를 네 영역으로 구분하여 하나의 영역을 수용하도록 형성되며 제1 몸체(242)에 인접하게 형성된다.

그리고, 제3 몸체(246)도 마찬가지로 히트 싱크부(220)를 네등분하여 하나의 부분을 수용하도록 구성되고 제2 몸체(244)에 이격되도록 구성되며, 제4 몸체(248) 도 제3 몸체(246)에 이격되도록 형성된다.

이때, 제1 몸체(242), 제2 몸체(244), 제3 몸체(246) 및 제4 몸체(248)는 삽입 몰딩 기술을 사용하여 제조하는 것이 바람직하다.

이때, 각 몸체들은 서로 일정 거리 이격되도록 배치되므로 각 몸체 간에 개방된 부분이 형성되며, 상기 개방된 부분을 통해서 히트 싱크부(220)에서 열이 외측으로 보다 쉽게 방출되게 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 사시도이다.

도 2는 도 1의 엘이디 패키지의 정면도이다.

도 3은 도 1의 엘이디 패키지의 배면도이다.

도 4는 도 1의 엘이디 패키지의 측면도이다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 엘이디 패키지를 설명하기 위한 정면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110,120.... 리드 프레임 120,220.... 히트 싱크부

130,230.... 엘이디 칩 140,240.... 본체부

Claims (7)

1. 전원을 공급받기 위한 리드 프레임;

   상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 엘이디 칩;

   상기 엘이디 칩을 수용하는 수용부가 마련되고 상기 엘이디 칩에서 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 히트 싱크부; 및

   내부에 상기 히트 싱크부 및 상기 리드 프레임을 수용하며, 상기 열을 외부로 방출하기 위한 공간을 형성하도록 서로 이격되는 복수개의 몸체를 구비하는 본체부;

   를 포함하는 엘이디 패키지.
2. 제1항에 있어서,

   상기 본체부는,

   상기 히트 싱크부를 두 부분으로 구분하여 수용하는 두개의 몸체를 포함하고, 상기 몸체들은 서로 일정거리 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
3. 제1항에 있어서,

   상기 본체부는,

   상기 히트 싱크부를 네 부분으로 구분하여 수용하는 네개의 몸체를 포함하 고, 상기 몸체들은 서로 일정거리 이격되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
4. 제1항에 있어서,

   상기 히트 싱크부 및 상기 본체부의 외형은 원통형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
5. 제1항에 있어서,

   상기 본체부는 일면을 따라 형성되어 봉지재를 수용하기 위한 봉지재 수용홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
6. 제1항에 있어서,

   상기 수용부는,

   상기 엘이디 칩을 수용하기 위한 홈인 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.
7. 제6항에 있어서,

   상기 히트 싱크부는,

   일면에 상기 엘이디 칩의 상부로 돌출되도록 형성되는 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엘이디 패키지.

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